(57)【要約】    【課題】      非線形歪みを低減するためのフィードフォワード方式を応用することにより、回路規模を大きくすることなくマルチバンド信号の電力増幅を行うこと。    【解決手段】  分配器１０２は、周波数帯ｆＢ１、ｆＢ２の信号を各々分岐する。フィルタ１０３は、周波数帯ｆＢ２の信号のみを通過させる。主増幅部１０５は、周波数帯ｆＢ２の信号を増幅する。分配／合成器１０７は、周波数帯ｆＢ２の歪み成分を生成する。広帯域増幅部１１０は、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分と周波数帯ｆＢ１を増幅する。分波器１１１は、周波数帯ｆＢ１と周波数帯ｆＢ２の歪み成分とを分岐する。合成器１１３は、遅延部１０８から入力した歪み成分を含む周波数帯ｆＢ２と、周波数帯ｆＢ２の歪み成分と同一振幅でかつ逆位相の分波器１１１から入力した歪み成分とを合成して、周波数帯ｆＢ２から歪み成分を除去する。  【選択図】      図１
2006101209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一信号成分の電力を増幅する第一増幅手段と、
前記第一増幅手段にて増幅された前記第一信号成分から前記第一信号成分を除去して前記第一信号成分の歪み成分である第一歪み成分を生成する第一歪み成分生成手段と、
前記第一信号成分とは異なる周波数の第二信号成分及び前記第一歪み成分生成手段にて生成された前記第一歪み成分の電力を増幅する第二増幅手段と、
前記第二増幅手段にて増幅された前記第一歪み成分と前記第二信号成分とを分岐して前記第二信号成分を出力する分岐手段と、
前記第一増幅手段にて増幅された前記第一信号成分の前記第一歪み成分と前記分岐手段にて分岐された前記第一歪み成分とを互いに同一振幅でかつ逆位相にて合成することにより前記第一信号成分から前記第一歪み成分を除去して前記第一信号成分を出力する第一歪み成分除去手段と、
を具備することを特徴とする電力増幅装置。
【請求項２】
前記分岐手段は、前記第一歪み成分の通過を阻止する第一フィルタ及び前記第二信号成分の通過を阻止する第二フィルタにて前記第二増幅手段にて増幅された前記第一歪み成分と前記第二信号成分とを分岐することを特徴とする請求項１記載の電力増幅装置。
【請求項３】
前記第一歪み成分生成手段にて前記第一歪み成分を生成した後で前記第一歪み成分除去手段にて前記第一歪み成分を除去する前の増幅された前記第一信号成分に含まれる前記第二信号成分を除去するとともに、前記第二増幅手段にて増幅される前記第一歪み成分の位相と逆位相になるように前記第一増幅手段にて増幅された前記第一信号成分を遅延させる遅延手段を具備し、
前記第一歪み成分除去手段は、前記遅延手段にて遅延された前記第一信号成分と前記第二増幅手段にて増幅された前記第一歪み成分とを合成することにより前記第一歪み成分を除去することを特徴とする請求項１または請求項２記載の電力増幅装置。
【請求項４】
前記第一歪み成分生成手段にて生成された前記第一歪み成分と外部から入力する前記第二信号成分とを結合する結合手段を具備し、
前記第二増幅手段は、前記結合手段にて結合された前記第一歪み成分と前記第二信号成分とを増幅することを特徴とする請求項１記載の電力増幅装置。
【請求項５】
参照信号と前記第一歪み成分除去手段からの出力信号に含まれる参照出力信号とを直交検波して互いに直交関係を有するＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出する直交検波手段と、
前記直交検波手段にて検出されたＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とに基づいて前記第一歪み成分生成手段にて生成された前記第一歪み成分の位相及び振幅を調整するベクトル調整手段とを具備し、
前記第二増幅手段は、前記ベクトル調整手段にて位相及び振幅を調整された前記第一歪み成分を増幅することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電力増幅装置。
【請求項６】
前記第二増幅手段にて増幅された前記第二信号成分から前記第二信号成分を除去して前記第二信号成分の歪み成分である第二歪み成分を生成する第二歪み成分生成手段と、
前記第二歪み成分生成手段にて生成された前記第二歪み成分の電力を増幅する第三増幅手段と、
前記第三増幅手段にて増幅された前記第二歪み成分と前記第二増幅手段にて増幅された前記第二信号成分の前記第二歪み成分とを同一振幅でかつ逆位相にて合成することにより前記第二信号成分から前記第二歪み成分を除去して前記第二信号成分を出力する第二歪み成分除去手段と、
を具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電力増幅装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の電力増幅装置を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項８】
第一信号成分の電力を増幅するステップと、
増幅された前記第一信号成分から前記第一信号成分を除去して前記第一信号成分の歪み成分である第一歪み成分を生成するステップと、
前記第一信号成分とは異なる周波数の第二信号成分及び生成された前記第一歪み成分の電力を増幅するステップと、
増幅された前記第一歪み成分と前記第二信号成分とを分岐して前記第二信号成分を出力するステップと、
増幅された前記第一信号成分の前記第一歪み成分と分岐された前記第一歪み成分とを互いに同一振幅でかつ逆位相にて合成することにより前記第一信号成分から前記第一歪み成分を除去して前記第一信号成分を出力するステップと、
を具備することを特徴とする電力増幅方法。
【請求項９】
前記第一歪み成分の通過を阻止する第一フィルタ及び前記第二信号成分の通過を阻止する第二フィルタにて増幅された前記第一歪み成分と前記第二信号成分とを分岐することを特徴とする請求項８記載の電力増幅方法。
【請求項１０】
前記第一歪み成分を生成した後で前記第一信号成分から前記第一歪み成分を除去する前の増幅された前記第一信号成分に含まれる前記第二信号成分を除去するとともに、増幅される前記第一歪み成分の位相と逆位相になるように増幅された前記第一信号成分を遅延させるステップを具備し、
遅延された前記第一信号成分と増幅された前記第一歪み成分とを合成することにより前記第一歪み成分を除去することを特徴とする請求項８または請求項９記載の電力増幅方法。
【請求項１１】
生成された前記第一歪み成分と外部から入力する前記第二信号成分とを結合するステップを具備し、
結合された前記第一歪み成分と前記第二信号成分とを増幅することを特徴とする請求項８記載の電力増幅方法。
【請求項１２】
参照信号と前記第一歪み成分を除去した後の前記第一信号成分に含まれる参照出力信号とを直交検波して互いに直交関係を有するＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出するステップと、
検出されたＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とに基づいて生成された前記第一歪み成分の位相及び振幅を調整するステップとを具備し、
位相及び振幅を調整された前記第一歪み成分を増幅することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれかに記載の電力増幅方法。
【請求項１３】
増幅された前記第二信号成分から前記第二信号成分を除去して前記第二信号成分の歪み成分である第二歪み成分を生成するステップと、
生成された前記第二歪み成分の電力を増幅するステップと、
増幅された前記第二歪み成分と増幅された前記第二信号成分の前記第二歪み成分とを同一振幅でかつ逆位相にて合成することにより前記第二信号成分から前記第二歪み成分を除去して前記第二信号成分を出力するステップと、
を具備することを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれかに記載の電力増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅装置、通信装置及び電力増幅方法に関し、特にマルチバンド信号の電力を増幅する電力増幅装置、通信装置及び電力増幅方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の周波数帯のいわゆるマルチバンド信号の電力増幅の方法としては、周波数帯毎の増幅部を設けて、周波数帯毎に増幅するものが知られている。また、一つの高周波電力増幅器によって広帯域の高周波信号を増幅する場合において、高周波パワー増幅器の非線形性に起因する非直線歪を低減する方式としてフィードフォワード方式が知られている。そのフィードフォワード方式の応用として、誤差増幅部に相当する部分に予め歪を与えたキャリアを入力する方式が知られている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特表２００２−５３０９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の装置においては、マルチバンド信号の電力増幅は、周波数帯毎に増幅する方式であるので、周波数帯毎に電力増幅部が必要であり、回路規模が大きくなるという問題がある。
【０００４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、非線形歪みを低減するためのフィードフォワード方式を応用することにより、回路規模を大きくすることなくマルチバンド信号の電力増幅を行うことができる電力増幅装置、通信装置及び電力増幅方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電力増幅装置は、第一信号成分の電力を増幅する第一増幅手段と、前記第一増幅手段にて増幅された前記第一信号成分から前記第一信号成分を除去して前記第一信号成分の歪み成分である第一歪み成分を生成する第一歪み成分生成手段と、前記第一信号成分とは異なる周波数の第二信号成分及び前記第一歪み成分生成手段にて生成された前記第一歪み成分の電力を増幅する第二増幅手段と、前記第二増幅手段にて増幅された前記第一歪み成分と前記第二信号成分とを分岐して前記第二信号成分を出力する第一分岐手段と、前記第一増幅手段にて増幅された前記第一信号成分の前記第一歪み成分と前記第一分岐手段にて分岐された前記第一歪み成分とを互いに同一振幅でかつ逆位相にて合成することにより前記第一信号成分から前記第一歪み成分を除去して前記第一信号成分を出力する第一歪み成分除去手段と、を具備する構成を採る。
【０００６】
この構成によれば、第一信号成分を第一増幅手段にて増幅するとともに第二増幅手段にて第一歪み成分と一緒に第二信号成分を増幅することにより、非線形歪みを低減するためのフィードフォワード方式にてマルチバンド信号の各周波数帯の信号を増幅することができるので、回路規模を大きくすることなくマルチバンド信号の電力増幅を行うことができる。
【０００７】
本発明の電力増幅方法は、第一信号成分の電力を増幅するステップと、増幅された前記第一信号成分から前記第一信号成分を除去して前記第一信号成分の歪み成分である第一歪み成分を生成するステップと、前記第一信号成分とは異なる周波数の第二信号成分及び生成された前記第一歪み成分の電力を増幅するステップと、増幅された前記第一歪み成分と前記第二信号成分とを分岐して前記第二信号成分を出力するステップと、増幅された前記第一信号成分の前記第一歪み成分と分岐された前記第一歪み成分とを互いに同一振幅でかつ逆位相にて合成することにより前記第一信号成分から前記第一歪み成分を除去して前記第一信号成分を出力するステップと、を具備するようにした。
【０００８】
この方法によれば、第一信号成分を第一増幅手段にて増幅するとともに第二増幅手段にて第一歪み成分と一緒に第二信号成分を増幅することにより、非線形歪みを低減するためのフィードフォワード方式にてマルチバンド信号の各周波数帯の信号を増幅することができるので、回路規模を大きくすることなくマルチバンド信号の電力増幅を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、非線形歪みを低減するためのフィードフォワード方式を応用することにより、回路規模を大きくすることなくマルチバンド信号の電力増幅を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力増幅装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１２】
入力端子１０１は、入力した信号を分配器１０２へ送る。入力端子１０１に入力する信号は、周波数帯ｆＢ１の信号（第二信号成分）と周波数帯ｆＢ１の信号よりも高い周波数の周波数帯ｆＢ２の信号（第一信号成分）の２つの周波数帯の信号である。
【００１３】
分配器１０２は、入力端子１０１から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号を各々分岐してフィルタ１０３と遅延部１０６へ出力する。
【００１４】
選択手段であるフィルタ１０３は、分配器１０２から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の内、周波数帯ｆＢ１の信号の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ２の信号を通過させ、周波数帯ｆＢ２の信号をベクトル調整器１０４へ出力する。
【００１５】
ベクトル調整器１０４は、フィルタ１０３から入力した周波数帯ｆＢ２の信号に対して、振幅及び位相を調整して主増幅部１０５へ出力する。ベクトル調整器１０４は、主増幅部１０５から出力される信号と後述する遅延部１０６から出力される信号の位相差が１８０度になるように調整を行なう。
【００１６】
第一増幅手段である主増幅部１０５は、非線形特性を有し、ベクトル調整器１０４から入力した信号を増幅して増幅信号を生成して分配／合成器１０７へ出力する。主増幅部１０５から出力された増幅信号は、キャリア成分（信号成分）と増幅に起因して生じた歪み成分を含む。
【００１７】
遅延部１０６は、分配器１０２から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号を遅延させて分配／合成器１０７へ出力する。
【００１８】
第一歪み成分生成手段である分配／合成器１０７は、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号と、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号に対して同一振幅でかつ位相差が１８０度である逆位相の遅延部１０６から入力した周波数帯ｆＢ２の信号とを合成して、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を検出し、検出した歪み成分をベクトル調整器１０９へ出力する。また、分配／合成器１０７は、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号をそのまま遅延部１０８に出力するとともに、遅延部１０６から入力した周波数帯ｆＢ１の信号をそのままベクトル調整器１０９へ出力する。
【００１９】
遅延部１０８は、分配／合成器１０７から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の位相が、合成器１１３において、分波器１１１から合成器１１３に入力する周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分に対して１８０度の位相差が生じるように遅延させることにより位相を調整して合成器１１３へ出力する。
【００２０】
ベクトル調整器１０９は、分配／合成器１０７から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分に対して、振幅及び位相を調整して広帯域増幅部１１０へ出力する。ベクトル調整器１０９は、遅延部１０８から合成器１１３に入力する周波数帯ｆＢ２の信号に対して１８０度の位相差が生じるように調整を行なう。
【００２１】
第二増幅手段である広帯域増幅部１１０は、線形特性を有するかまたは非線形特性を有するものであっても僅かな非線形特性を有するものであり、周波数帯ｆＢ２に対しては誤差増幅部として機能するとともに周波数帯ｆＢ１に対しては主増幅部として機能する。即ち、広帯域増幅部１１０は、ベクトル調整器１０９から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を増幅して分波器１１１へ出力する。
【００２２】
分岐手段である分波器１１１は、広帯域増幅部１１０から入力した周波数帯ｆＢ１の信号と周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分とを分岐して、周波数帯ｆＢ１の信号を出力端子１１２から出力するとともに周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を合成器１１３へ出力する。出力端子１１２から出力された周波数帯ｆＢ１の信号は、広帯域増幅部１１０にて電力増幅された信号である。
【００２３】
第一歪み成分除去手段である合成器１１３は、遅延部１０８から入力した周波数帯ｆＢ２の信号と分波器１１１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分とを互いに同一振幅でかつ逆位相にて合成して、遅延部１０８から入力した周波数帯ｆＢ２の信号から周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を除去して周波数帯ｆＢ２の信号のキャリア成分を抽出し、抽出したキャリア成分を出力端子１１４から出力する。出力端子１１４から出力された周波数帯ｆＢ２の信号は、主増幅部１０５にて電力増幅された信号である。
【００２４】
次に、マルチバンド信号の電力増幅方法について、図１を用いて説明する。入力端子１０１より２つの周波数帯ｆＢ１及び周波数帯ｆＢ２の信号が入力し、入力端子１０１に入力した信号は状態＃１５０にて分配器１０２に入力し、分配器１０２にて分岐される。そして、分岐された一方の信号において、例えば高い周波数帯ｆＢ２の信号がフィルタ１０３を通過し、低い周波数帯ｆＢ１の信号がフィルタ１０３にて除去されて状態＃１５１にてベクトル調整器１０４に入力する。状態＃１５１の信号は、ベクトル調整器１０４にて振幅及び位相が調整されて状態＃１５２にてベクトル調整器１０４から出力されて主増幅部１０５に入力し、主増幅部１０５にて増幅されて状態＃１５３にて主増幅器１０５から出力されて分配／合成器１０７に入力する。その際、主増幅部１０５の非線形特性により周波数帯ｆＢ２の信号には歪み成分Ｓ１が発生する。そして、主増幅部１０５にて増幅された周波数帯ｆＢ２の信号は分配／合成器１０７にて分岐される。
【００２５】
一方、分配器１０２にて分岐された他方の信号は、フィルタ１０３、ベクトル調整器１０４、主増幅部１０５及び分配／結合器１０７の経路による高い周波数帯ｆＢ２の信号の遅延分だけ遅延部１０６にて遅延させられて状態＃１５４にて分配／合成器１０７に入力する。そして、状態＃１５３の周波数帯ｆＢ２の信号と、状態＃１５３の周波数帯ｆＢ２の信号とは同一振幅でかつ逆位相の状態＃１５４の周波数帯ｆＢ２の信号とを分配／合成器１０７にて合成することにより、周波数帯ｆＢ２の信号を除去して周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分Ｓ１を検出し、状態＃１５５にて分配／合成器１０７から出力されてベクトル調整器１０９に入力する。状態＃１５５の歪み成分Ｓ１は、ベクトル調整器１０９にて状態＃１５９の歪み成分Ｓ１に対して同一振幅でかつ逆位相になるように位相及び振幅が調整され、広帯域増幅部１１０にて増幅されて状態＃１５６にて分波器１１１に入力する。この時、広帯域増幅部１１０は、歪み成分Ｓ１に対してはフィードフォワード増幅器の誤差増幅器として機能し、周波数帯ｆＢ１の信号に対しては線形増幅器として機能する。状態＃１５６の信号は、分波器１１１にて周波数帯ｆＢ１の信号と歪み成分Ｓ１の２波に分けられて、周波数帯ｆＢ１の信号は状態＃１５７にて分波器１１１から出力されて出力端子１１２より出力され、歪み成分Ｓ１は状態＃１５８にて分波器１１１から出力されて合成器１１３に入力する。
【００２６】
一方、分配／合成器１０７に入力した状態＃１５３の信号は、分配／合成器１０７にて分岐されて、ベクトル調整器１０９、広帯域増幅部１１０及び分波器１１１の経路による状態＃１５８の歪み成分Ｓ１の遅延分だけ遅延部１０８にて遅延されて状態＃１５９にて遅延部１０８から出力されて合成器１１３に入力する。そして、状態＃１５８の歪み成分Ｓ１と、状態＃１５８の歪み成分Ｓ１とは同一振幅でかつ逆位相の歪み成分Ｓ１を含む周波数帯ｆＢ２の信号が合成器１１３にて合成されることにより、周波数帯ｆＢ２の信号に含まれる歪み成分Ｓ１が除去されて状態＃１６０にて合成器１１３から出力されて出力端子１１４から出力される。そして、出力端子１１２から出力された周波数帯ｆＢ１の信号は図示しないアンテナより送信されるとともに、出力端子１１４から出力された周波数帯ｆＢ２の信号は、周波数帯ｆＢ１の信号を送信するアンテナとは異なる図示しないアンテナより送信される。
【００２７】
このように、本実施の形態１によれば、周波数帯ｆＢ２の信号に対してフィードフォワード方式の増幅装置として機能するとともに、周波数帯ｆＢ１の信号に対しても増幅装置として機能することにより、周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号からなるマルチバンド信号の全ての周波数帯の信号を１つの増幅装置にて増幅することができるので、回路規模を大きくすることなくマルチバンド信号の電力増幅を行うことができる。また、本実施の形態１によれば、増幅部の非線形特性により周波数帯ｆＢ２の信号に生じた歪み成分をフィードフォワード方式により除去することができるので、増幅部にて生じる歪み成分を抑圧することができる。また、本実施の形態１によれば、周波数帯ｆＢ２の信号の誤差増幅部として機能する増幅部を周波数帯ｆＢ１の信号の線形増幅部として兼用することができるので、低コストにすることができるとともに電力増幅装置全体を小型化にすることができる。また、本実施の形態１によれば、線形増幅部である周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の誤差増幅部にて、周波数の低い周波数帯ｆＢ１の信号を増幅するので、周波数帯ｆＢ１の信号を増幅することにより周波数帯ｆＢ１に生じる歪み成分を最小限にすることができる。また、本実施の形態１によれば、低い周波数帯ｆＢ１の信号を分波器にて分岐して出力するので、歪み成分抑圧用の合成器１１３における損失を減らすことができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る電力増幅装置２００の構成を示すブロック図である。
【００２９】
本実施の形態２に係る電力増幅装置２００は、図１に示す実施の形態１に係る電力増幅装置１００において、図２に示すように、分波器１１１を除き、フィルタ２０１及びフィルタ２０２を追加する。なお、図２においては、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３０】
広帯域増幅部１１０は、線形特性を有するかまたは非線形特性を有するものであっても僅かな非線形特性を有するものであり、周波数帯ｆＢ２に対しては誤差増幅部として機能するとともに周波数帯ｆＢ１に対しては主増幅部として機能する。即ち、広帯域増幅部１１０は、ベクトル調整器１０９から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を増幅してフィルタ２０１及びフィルタ２０２へ出力する。
【００３１】
フィルタ２０１は、広帯域増幅部１１０から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の内、周波数帯ｆＢ１の信号の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を通過させ、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を合成器１１３へ出力する。
【００３２】
フィルタ２０２は、広帯域増幅部１１０から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の内、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ１の信号を通過させ、周波数帯ｆＢ１の信号を出力端子１１２から出力する。
【００３３】
合成器１１３は、遅延部１０８から入力した周波数帯ｆＢ２の信号とフィルタ２０１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分とを合成して、遅延部１０８から入力した周波数帯ｆＢ２の信号から周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を除去してキャリア成分を抽出し、抽出したキャリア成分を出力端子１１４から出力する。出力端子１１４から出力された周波数帯ｆＢ２の信号は、主増幅部１０５にて電力増幅された信号である。なお、電力増幅方法については、上記実施の形態１と同一であるのでその説明は省略する。
【００３４】
このように、本実施の形態２によれば、周波数帯ｆＢ２の信号に対してフィードフォワード方式の増幅装置として機能するとともに、周波数帯ｆＢ１の信号に対しても増幅装置として機能することにより、周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号からなるマルチバンド信号の全ての周波数帯の信号を１つの増幅装置にて増幅することができるので、回路規模を大きくすることなくマルチバンド信号の電力増幅を行うことができる。また、本実施の形態１によれば、増幅部の非線形特性により周波数帯ｆＢ２の信号に生じた歪み成分をフィードフォワード方式により除去することができるので、増幅部にて生じる歪み成分を抑圧することができる。また、本実施の形態２によれば、周波数帯ｆＢ２の信号の誤差増幅部として機能する増幅部を周波数帯ｆＢ１の信号の線形増幅部として兼用することができるので、低コストにすることができるとともに電力増幅装置全体を小型化にすることができる。また、本実施の形態２によれば、線形増幅部である周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の誤差増幅部にて、周波数の低い周波数帯ｆＢ１の信号を増幅するので、周波数帯ｆＢ１の信号を増幅することにより周波数帯ｆＢ１に生じる歪み成分を最小限にすることができる。
【００３５】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３に係る電力増幅装置３００の構成を示すブロック図である。
【００３６】
本実施の形態３に係る電力増幅装置３００は、図１に示す実施の形態１に係る電力増幅装置１００において、図３に示すように、遅延部１０８を除き、フィルタ３０１を追加する。なお、図３においては、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３７】
分配／合成器１０７は、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号と、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号に対して同一振幅でかつ位相差が１８０度である逆位相の遅延部１０６から入力した周波数帯ｆＢ２の信号とを合成して、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を検出し、検出した歪み成分をベクトル調整器１０９へ出力する。また、分配／合成器１０７は、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号をそのままフィルタ３０１へ出力するとともに、遅延部１０６から入力した周波数帯ｆＢ１の信号をそのままベクトル調整器１０９へ出力する。この時、フィルタ１０３にて周波数ｆＢ１の信号を完全に除去することができずに周波数帯ｆＢ１の信号が残留している場合、または分配／合成器１０７にてアイソレーションが取れない場合には、分配／合成器１０７は、周波数帯ｆＢ１の信号が残留した状態で、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号をフィルタ３０１に出力する。
【００３８】
遅延手段であるフィルタ３０１は、フィルタ３０１に入力した信号を遅延させて出力するものであり、分配／合成器１０７から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の位相が、合成器１１３において、分波器１１１から合成器１１３に入力する周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分に対して１８０度の位相差が生じるように遅延させることにより位相を調整して合成器１１３へ出力する。また、フィルタ３０１に入力した周波数帯ｆＢ２の信号に周波数帯ｆＢ１の信号が残留している場合には、フィルタ３０１は、分配／合成器１０７から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の内、周波数帯ｆＢ１の信号の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ２の信号を通過させ、周波数帯ｆＢ２の信号を合成器１１３へ出力する。
【００３９】
合成器１１３は、フィルタ３０１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号と分波器１１１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分とを互いに同一振幅でかつ逆位相にて合成して、フィルタ３０１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号から周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を除去して周波数帯ｆＢ２の信号のキャリア成分を抽出し、抽出したキャリア成分を出力端子１１４から出力する。出力端子１１４から出力された周波数帯ｆＢ２の信号は、主増幅部１０５にて電力増幅された信号である。
【００４０】
次に、電力増幅方法について、図３を用いて説明する。入力端子１０１より２つの周波数帯ｆＢ１及び周波数帯ｆＢ２の信号が入力し、入力端子１０１に入力した信号は状態＃３１０にて分配器１０２に入力し、分配器１０２にて分岐される。そして、分岐された一方の信号において、例えば高い周波数帯ｆＢ２の信号がフィルタ１０３を通過し、低い周波数帯ｆＢ１の信号がフィルタ１０３にて除去されて状態＃３１１にてベクトル調整器１０４に入力する。状態＃３１１の信号は、ベクトル調整器１０４にて振幅及び位相が調整されて状態＃３１２にてベクトル調整器１０４から出力されて主増幅部１０５に入力し、主増幅部１０５にて増幅されて状態＃３１３にて主増幅器１０５から出力されて分配／合成器１０７に入力する。その際、主増幅部１０５の非線形特性により周波数帯ｆＢ２の信号には歪み成分Ｓ１が発生する。また、フィルタ１０３にて周波数帯ｆＢ１が完全に除去できなかった場合には、周波数帯ｆＢ２の信号に周波数帯ｆＢ１が残った状態＃３１１にてフィルタ１０３から出力されてベクトル調整器１０４に入力する。そして、主増幅部１０５にて増幅された周波数帯ｆＢ２の信号は分配／合成器１０７にて分岐される。
【００４１】
一方、分配器１０２にて分岐された他方の信号は、フィルタ１０３、ベクトル調整器１０４及び主増幅部１０５の経路による高い周波数帯ｆＢ２の信号の遅延分だけ遅延部１０６にて遅延させられて状態＃３１４にて分配／合成器１０７に入力する。そして、状態＃３１３の周波数帯ｆＢ２の信号と、状態＃３１３の周波数帯ｆＢ２の信号とは同一振幅でかつ逆位相の状態＃３１４の周波数帯ｆＢ２の信号とを分配／合成器１０７にて合成することにより、周波数帯ｆＢ２の信号を除去して周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分Ｓ１を検出し、状態＃３１５にて分配／合成器１０７から出力されてベクトル調整器１０９に入力する。状態＃３１５の歪み成分Ｓ１は、状態＃３１８の歪み成分Ｓ１に対して同一振幅でかつ逆位相になるようにベクトル調整器１０９にて位相及び振幅が調整され、広帯域増幅部１１０にて増幅されて状態＃３１６にて分波器１１１に入力する。この時、広帯域増幅部１１０は、周波数帯ｆＢ２の信号に対してはフィードフォワード増幅器の誤差増幅器として機能し、周波数帯ｆＢ１の信号に対しては線形増幅器として機能する。状態＃３１６の信号は、分波器１１１にて周波数帯ｆＢ１の信号と歪み成分Ｓ１の２波に分岐されて、周波数帯ｆＢ１の信号は状態＃３１７にて分波器１１１から出力されて出力端子１１２より出力され、歪み成分Ｓ１は状態＃３１８にて分波器１１１から出力されて合成器１１３に入力する。
【００４２】
一方、分配／合成器１０７に入力した状態＃３１３の信号は、分配／合成器１０７にて分岐される。この時、フィルタ１０３にて周波数帯ｆＢ１が完全に除去できなかった場合、または分配／合成器１０７にてアイソレーションが取れない場合には、周波数帯ｆＢ２の信号に周波数帯ｆＢ１が残った状態＃３１９にて分配／合成器１０７から出力されてフィルタ３０１に入力する。状態＃３１９の信号は、フィルタ３０１にて、ベクトル調整器１０９、広帯域増幅部１１０及び分波器１１１の経路による状態＃３１８の歪み成分Ｓ１の遅延分だけ遅延させられるとともに、周波数帯ｆＢ１の信号が除去されてフィルタ３０１から状態＃３２０にて出力されて合成器１１３に入力する。そして、状態＃３１８の歪み成分Ｓ１と、状態＃３１８の歪み成分Ｓ１とは同一振幅でかつ逆位相の歪み成分Ｓ１を含む状態＃３２０の周波数帯ｆＢ２とが合成器１１３にて合成されることにより、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分Ｓ１が除去されて状態＃３２１にて合成器１１３から出力されて出力端子１１４から出力される。そして、出力端子１１２から出力された周波数帯ｆＢ１の信号は図示しないアンテナより送信されるとともに、出力端子１１４から出力された周波数帯ｆＢ２の信号は、周波数帯ｆＢ１の信号を送信するアンテナとは異なる図示しないアンテナより送信される。
【００４３】
このように、本実施の形態３によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、残留した周波数帯ｆＢ１の信号を除去する処理と、周波数帯ｆＢ２の信号を遅延させる処理とをフィルタにて兼用することができるので、回路規模を大きくすることなく不要輻射特性を良好にすることができる。
【００４４】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４に係る電力増幅装置４００の構成を示すブロック図である。
【００４５】
本実施の形態４に係る電力増幅装置４００は、図１に示す実施の形態１に係る電力増幅装置１００において、図４に示すように、フィルタ１０３を除き、入力端子４０１及び方向性結合器４０２を追加する。なお、図４においては、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４６】
入力端子１０１は、入力した信号を分配器１０２へ送る。入力端子１０１に入力する信号は、周波数帯ｆＢ１の信号よりも高い周波数の周波数帯ｆＢ２の信号である。
【００４７】
分配器１０２は、入力端子１０１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号を分岐してベクトル調整器１０４と遅延部１０６へ出力する。
【００４８】
ベクトル調整器１０４は、分配器１０２から入力した周波数帯ｆＢ２の信号に対して、振幅及び位相を調整して主増幅部１０５へ出力する。ベクトル調整器１０４は、主増幅部１０５から出力される信号と後述する遅延部１０６から出力される信号の位相差が１８０度になるように調整を行なう。
【００４９】
遅延部１０６は、分配器１０２から入力した周波数帯ｆＢ２の信号を遅延させて分配／合成器１０７へ出力する。
【００５０】
分配／合成器１０７は、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号と、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号に対して同一振幅でかつ位相差が１８０度である逆位相の遅延部１０６から入力した周波数帯ｆＢ２の信号とを合成して、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を検出し、検出した歪み成分を方向性結合器４０２へ出力する。また、分配／合成器１０７は、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号をそのまま遅延部１０８に出力する。
【００５１】
入力端子４０１は、入力した信号を方向性結合器４０２へ送る。入力端子４０１に入力する信号は、周波数帯ｆＢ１の信号である。
【００５２】
結合手段である方向性結合器４０２は、分配／合成器１０７から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分と入力端子４０１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号とを結合してベクトル調整器１０９へ出力する。
【００５３】
ベクトル調整器１０９は、方向性結合器４０２から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分に対して、振幅及び位相を調整して広帯域増幅部１１０へ出力する。ベクトル調整器１０９は、遅延部１０８から出力される周波数帯ｆＢ２の信号と後述する分波器１１１から出力される周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の位相差が１８０度になるように調整を行なう。
【００５４】
次に、電力増幅方法について、図４を用いて説明する。入力端子１０１より１つの周波数帯ｆＢ２の信号が入力し、入力端子１０１に入力した信号は状態＃４１０にて分配器１０２に入力し、分配器１０２にて分岐されて状態＃４１１にてベクトル調整器１０４に入力する。状態＃４１１の信号は、ベクトル調整器１０４にて振幅及び位相が調整されて状態＃４１２にてベクトル調整器１０４から出力されて主増幅部１０５に入力し、主増幅部１０５にて増幅されて状態＃４１３にて主増幅器１０５から出力されて分配／合成器１０７に入力する。その際、主増幅部１０５の非線形特性により周波数帯ｆＢ２の信号には歪み成分Ｓ１が発生する。そして、主増幅部１０５にて増幅された周波数帯ｆＢ２の信号は分配／合成器１０７にて分岐される。
【００５５】
一方、分配器１０２にて分岐された他方の信号は、ベクトル調整器１０４及び主増幅部１０５の経路による周波数帯ｆＢ２の信号の遅延分だけ遅延部１０６にて遅延させられて状態＃４１４にて分配／合成器１０７に入力する。そして、ベクトル調整器１０４にて状態＃４１４の高周波帯ｆＢ２の信号に対して同一振幅でかつ逆位相にされた状態＃４１３の周波数帯ｆＢ２の信号と、状態＃４１４の周波数帯ｆＢ２の信号とを分配／合成器１０７にて合成することにより、周波数帯ｆＢ２の信号を除去して歪み成分Ｓ１を検出し、状態＃４１５にて分配／合成器１０７から出力されて方向性結合器４０２に入力する。状態＃４１５の歪み成分Ｓ１と入力端子４０１から入力した状態＃４１６の周波数帯ｆＢ１の信号とは、方向性結合器４０２にて結合されて状態＃４１７にて方向性結合器４０２から出力されてベクトル調整器１０９に入力する。状態＃４１７の歪み成分Ｓ１は、状態＃４２１の歪み成分Ｓ１に対して同一振幅でかつ逆位相になるようにベクトル調整器１０９にて位相及び振幅が調整され、広帯域増幅部１１０にて増幅されて状態＃４１８にて分波器１１１に入力する。この時、広帯域増幅部１１０は、歪み成分Ｓ１に対してはフィードフォワード増幅器の誤差増幅器として機能し、周波数帯ｆＢ１の信号に対しては線形増幅器として機能する。状態＃４１８の信号は、分波器１１１にて周波数帯ｆＢ１の信号と歪み成分Ｓ１の２波に分岐されて、周波数帯ｆＢ１の信号は状態＃４１９にて分波器１１１から出力されて出力端子１１２より出力され、歪み成分Ｓ１は状態＃４２０にて分波器１１１から出力されて合成器１１３に入力する。
【００５６】
一方、分配／合成器１０７に入力した状態＃４１３の信号は、分配／合成器１０７にて分岐されて、方向性結合器４０２、ベクトル調整器１０９、広帯域増幅部１１０及び分波器１１１の経路による状態４２０の歪み成分Ｓ１の遅延分だけ遅延部１０８にて遅延されて状態＃４２１にて遅延部１０８から出力されて合成器１１３に入力する。そして、状態＃４２０の歪み成分Ｓ１と、状態＃４２０の歪み成分Ｓ１とは同一振幅でかつ逆位相の歪み成分Ｓ１を含む状態＃４２１の周波数帯ｆＢ２の信号とが合成器１１３にて合成されることにより、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分Ｓ１が除去されて状態＃４２２にて合成器１１３から出力されて出力端子１１４から出力される。そして、出力端子１１２から出力された周波数帯ｆＢ１の信号は図示しないアンテナより送信されるとともに、出力端子１１４から出力された周波数帯ｆＢ２の信号は、周波数帯ｆＢ１の信号を送信するアンテナとは異なる図示しないアンテナより送信される。
【００５７】
このように、本実施の形態４によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を生成した後に、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分と周波数帯ｆＢ１の信号を結合するので、周波数帯ｆＢ２の歪み成分を生成する処理による周波数帯ｆＢ１の電力損失を防ぐことができ、周波数帯ｆＢ１の電力損失を低減することができる。
【００５８】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５に係る電力増幅装置５００の構成を示すブロック図である。
【００５９】
本実施の形態５に係る電力増幅装置５００は、図１に示す実施の形態１に係る電力増幅装置１００において、図５に示すように、局部発振器５０１、方向性結合器５０２、方向性結合器５０４、フィルタ５０５、歪み検出ループ制御部５０６、方向性結合器５０７、フィルタ５０８、直交検波部５０９及び歪み除去ループ制御部５１０を追加する。なお、図５においては、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６０】
分配器１０２、フィルタ１０３、ベクトル調整器１０４、主増幅部１０５、遅延部１０６、分配／合成器１０７、方向性結合器５０２、方向性結合器５０３、方向性結合器５０４、フィルタ５０５及び歪み検出ループ制御部５０６は、歪み検出ループ回路を構成している。また、分配／合成器１０７、遅延部１０８、ベクトル調整器１０９、広帯域増幅部１１０、分波器１１１、合成器１１３、方向性結合器５０７、フィルタ５０８及び歪み除去ループ制御部５１０は、歪み除去ループ回路を構成している。
【００６１】
局部発振器５０１は、生成したパイロット信号を方向性結合器５０２及び直交検波部５０９へ出力する。
【００６２】
フィルタ１０３は、分配器１０２から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の内、周波数帯ｆＢ１の信号の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ２の信号を通過させ、周波数帯ｆＢ２の信号を方向性結合器５０２へ出力する。
【００６３】
方向性結合器５０２は、フィルタ１０３から入力した周波数帯ｆＢ２の信号と局部発振器５０１から入力したパイロット信号を結合してベクトル調整器１０４へ出力する。
【００６４】
ベクトル調整器１０４は、歪み検出ループ制御部５０６からフィードバックされた振幅誤差と位相誤差に基づいて、歪み検出ループ回路の周波数帯ｆＢ２の信号のキャリア抑圧特性を維持するように方向性結合器５０２から入力した信号を制御して、主増幅部１０５へ出力する。
【００６５】
主増幅部１０５は、非線形特性を有し、ベクトル調整器１０４から入力した信号を増幅して増幅信号を生成して方向性結合器５０３へ出力する。主増幅部１０５から出力された増幅信号は、キャリア成分（信号成分）と増幅に起因して生じた歪み成分を含む。
【００６６】
方向性結合器５０３は、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号を歪み検出ループ制御部５０６と分配／合成器１０７へ出力する。
【００６７】
分配／合成器１０７は、方向性結合器５０３から入力した周波数帯ｆＢ２の信号と、方向性結合器５０３から入力した周波数帯ｆＢ２の信号に対して同一振幅でかつ位相差が１８０度である逆位相の遅延部１０６から入力した周波数帯ｆＢ２の信号とを合成して、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を検出し、検出した歪み成分を方向性結合器５０４へ出力する。また、分配／合成器１０７は、方向性結合器５０３から入力した周波数帯ｆＢ２の信号をそのまま遅延部１０８に出力するとともに、遅延部１０６から入力した周波数帯ｆＢ１の信号をそのまま方向性結合器５０４へ出力する。
【００６８】
方向性結合器５０４は、分配／合成器１０７から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分をベクトル調整器１０９とフィルタ５０５へ出力する。
【００６９】
フィルタ５０５は、方向性結合器５０４から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の内、周波数帯ｆＢ１の信号の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を通過させ、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を歪み検出ループ制御部５０６へ出力する。
【００７０】
歪み検出ループ制御部５０６は、方向性結合器５０３から入力した周波数帯ｆＢ２の信号のキャリア成分と、フィルタ５０５から入力した歪み検出ループ回路にて抑圧された周波数帯ｆＢ２の信号のキャリア成分の特性差から、主増幅部１０５と遅延部１０６との振幅誤差と位相誤差を検出し、検出した振幅誤差と位相誤差をベクトル調整器１０４へ出力する。
【００７１】
ベクトル調整器１０９は、方向性結合器５０４から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分に対して、歪み除去ループ制御部５１０からフィードバックされる振幅誤差と位相誤差に基づいて振幅制御と位相制御を行なう。位相制御の際に方向性結合器５０４から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分及びパイロット信号の位相が、遅延部１０８から合成器１１３に入力される周波数帯ｆＢ２の信号及びパイロット信号の位相に比べて１８０度ずれるように位相を調整する。そして、ベクトル調整器１０９は、振幅制御と位相制御とを行なった周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分、パイロット信号及び周波数帯ｆＢ１の信号を広帯域増幅部１１０へ出力する。
【００７２】
広帯域増幅部１１０は、線形特性を有するかまたは非線形特性を有するものであっても僅かな非線形特性を有するものであり、周波数帯ｆＢ２に対しては誤差増幅部として機能するとともに周波数帯ｆＢ１に対しては主増幅部として機能する。即ち、広帯域増幅部１１０は、ベクトル調整器１０９から入力した周波数帯ｆＢ１の信号、パイロット信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を増幅して分波器１１１へ出力する。
【００７３】
分波器１１１は、広帯域増幅部１１０から入力した周波数帯ｆＢ１の信号と周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分及びパイロット信号とを分岐して、周波数帯ｆＢ１の信号を出力端子１１２から出力するとともに、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分及びパイロット信号を合成器１１３へ出力する。出力端子１１２から出力された周波数帯ｆＢ１の信号は、広帯域増幅部１１０にて電力増幅された信号である。
【００７４】
合成器１１３は、遅延部１０８から入力した歪み成分を含む周波数帯ｆＢ２の信号と、分波器１１１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分とを互いに同一振幅でかつ逆位相にて合成して、遅延部１０８から入力した周波数帯ｆＢ２の信号から周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を除去して周波数帯ｆＢ２の信号のキャリア成分を抽出し、抽出したキャリア成分を方向性結合器５０７へ出力する。また、合成器１１３は、遅延部１０８から入力したパイロット信号と、分波器１１１から入力したパイロット信号とを互いに同一振幅でかつ逆位相にて合成して、パイロット信号を除去する。
【００７５】
方向性結合器５０７は、合成器１１３から入力した周波数帯ｆＢ２の信号を出力端子１１４から出力するとともに、パイロット信号を取り出してフィルタ５０８へ出力する。ここで、方向性結合器５０７にて取り出された参照出力信号であるパイロット信号は、遅延部１０８から出力された信号と分波器１１１から出力された信号との振幅誤差または位相誤差により、周波数帯ｆＢ２の信号に除去されずに残留したパイロット信号である。
【００７６】
フィルタ５０８は、方向性結合器５０７から入力した残留したパイロット信号を含む周波数帯ｆＢ２の信号から、周波数帯ｆＢ２の信号の通過を阻止するとともに残留したパイロット信号を通過させ、残留したパイロット信号を直交検波部５０９へ出力する。
【００７７】
直交検波部５０９は、局部発振器５０１から入力したパイロット信号とフィルタ５０８から入力した歪んだパイロット信号とを直交検波して互いに直交関係を有するＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出する。そして、直交検波部５０９は、検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を歪み除去ループ制御部５１０へ出力する。
【００７８】
歪み除去ループ制御部５１０は、歪み除去モードにおいて、直交検波部５０９から入力したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値に基づいて、フィルタ５０８から出力される歪んだパイロット信号がなくなるように、ベクトル調整器１０９の振幅制御電圧と位相制御電圧を調整する。そして、歪み除去ループ制御部５１０は、調整の結果、残留したパイロット信号がなくなるように、ベクトル調整器１０９に対する振幅制御電圧と位相制御電圧を制御する。
【００７９】
ベクトル調整器１０９は、方向性結合器５０４から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分に対して、歪み除去ループ制御部５１０からフィードバックされる振幅誤差と位相誤差に基づいて振幅及び位相を調整して広帯域増幅部１１０へ出力する。ベクトル調整器１０９は、遅延部１０８から出力される周波数帯ｆＢ２の信号と後述する分波器１１１から出力される周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の位相差が１８０度になるように調整を行なう。
【００８０】
次に、電力増幅方法について、図５を用いて説明する。入力端子１０１より２つの周波数帯ｆＢ１及び周波数帯ｆＢ２の信号が入力し、入力端子１０１に入力した信号は状態＃５２０にて分配器１０２に入力し、分配器１０２にて分岐される。そして、分岐された一方の信号において、例えば高い周波数帯ｆＢ２の信号がフィルタ１０３を通過し、低い周波数帯ｆＢ１の信号がフィルタ１０３にて除去されて状態＃５２１にて方向性結合器５０２に入力する。また、局部発振器５０１にて生成されたパイロット信号Ｐ１は、状態＃５２２にて方向性結合器５０２に入力する。そして、状態＃５２１の周波数ｆＢ２の信号と状態＃５２２のパイロット信号Ｐ１は、方向性結合器５０２にて結合されて状態＃５２３にて方向性結合器５０２から出力されてベクトル調整器１０４に入力する。状態＃５２３の信号は、ベクトル調整器１０４にて振幅及び位相が調整され、主増幅部１０５にて増幅されて状態＃５２４にて主増幅器１０５から出力されて方向性結合器５０３に入力する。その際、主増幅部１０５の非線形特性により周波数帯ｆＢ２の信号には歪み成分Ｓ１が発生する。そして、主増幅部１０５にて増幅された周波数帯ｆＢ２の信号は、方向性結合器５０３及び分配／合成器１０７にて分岐される。
【００８１】
一方、分配器１０２にて分岐された他方の信号は、フィルタ１０３、方向性結合器５０２、ベクトル調整器１０４、主増幅部１０５及び方向性結合器５０３の経路による高い周波数帯ｆＢ２の信号の遅延分だけ遅延部１０６にて遅延させられて状態＃５２５にて分配／合成器１０７に入力する。そして、状態＃５２４の周波数帯ｆＢ２の信号と、状態＃５２４の周波数帯ｆＢ２の信号とは同一振幅でかつ逆位相の状態＃５２５の周波数帯ｆＢ２の信号とを分配／合成器１０７にて合成することにより、周波数帯ｆＢ２の信号を除去して周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分Ｓ１を検出し、状態＃５２６にて分配／合成器１０７から出力されて方向性結合器５０４に入力する。
【００８２】
ここで、温度変動及び経年変動等により主増幅部１０５の振幅及び位相が変化する。これにより、歪み検出ループ回路の最適調整値に誤差が生じ、分配／合成器１０７から出力される周波数帯ｆＢ２の信号の抑圧量が少なくなり、周波数帯ｆＢ２の信号レベルが大きくなる。したがって、このような場合には歪み検出ループ回路による自動調整により、方向性結合器５０７より周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号を分岐し、フィルタ５０５にて周波数帯ｆＢ１の信号を除去して周波数帯ｆＢ２の信号を通過させ、フィルタ５０５から出力された周波数帯ｆＢ２の信号と、方向性結合器５０３から出力された周波数帯ｆＢ２の信号を用いて、歪み検出ループ制御部５０６にて周波数帯ｆＢ２の信号レベルが最小になるように位相及び振幅を制御する。
【００８３】
また、状態＃５２６の歪み成分Ｓ１及びパイロット信号Ｐ１は、ベクトル調整器１０９にて状態＃５３０の歪み成分Ｓ１及びパイロット信号Ｐ１に対して同一振幅でかつ逆位相になるように位相及び振幅が調整され、広帯域増幅部１１０にて増幅されて状態＃５２７にて分波器１１１に入力する。この時、広帯域増幅部１１０は、周波数帯ｆＢ２の信号に対してはフィードフォワード増幅器の誤差増幅器として機能し、周波数帯ｆＢ１の信号に対しては線形増幅器として機能する。状態＃５２７の信号は、分波器１１１にて周波数帯ｆＢ１の信号と、歪み成分Ｓ１及びパイロット信号Ｐ１との２波に分岐されて、周波数帯ｆＢ１の信号は状態＃５２８にて分波器１１１から出力されて出力端子１１２より出力され、歪み成分Ｓ１及びパイロット信号Ｐ１は状態＃５２９にて分波器１１１から出力されて合成器１１３に入力する。
【００８４】
一方、分配／合成器１０７に入力した状態＃５２４の信号は、分配／合成器１０７にて分岐されて、方向性結合器５０４、ベクトル調整器１０９、広帯域増幅部１１０及び分波器１１１の経路による状態＃５２９の歪み成分Ｓ１の遅延分だけ遅延部１０８にて遅延されて状態＃５３０にて遅延部１０８から出力されて合成器１１３に入力する。そして、状態＃５２９の歪み成分Ｓ１及びパイロット信号Ｐ１と、状態＃５２９の歪み成分Ｓ１及びパイロット信号Ｐ１とは同一振幅でかつ逆位相である歪み成分Ｓ１を含む状態＃５３０の周波数帯ｆＢ２の信号及びパイロット信号Ｐ１とが合成器１１３にて合成されることにより、周波数帯ｆＢ２の歪み成分Ｓ１及びパイロット信号Ｐ１が除去されて状態＃５３１にて合成器１１３から出力されて出力端子１１４から出力される。そして、出力端子１１２から出力された周波数帯ｆＢ１の信号は図示しないアンテナより送信されるとともに、出力端子１１４から出力された周波数帯ｆＢ２の信号は、周波数帯ｆＢ１の信号を送信するアンテナとは異なる図示しないアンテナより送信される。
【００８５】
ここで、温度変動及び経年変動等により広帯域増幅部１１０の振幅及び位相が変化する。これにより、歪み除去ループ回路の最適調整値に誤差が生じる。したがって、このような場合には歪み除去ループ回路による自動調整により、局部発振器５０１より周波数帯ｆＢ２の信号の近傍周波数に出力したパイロット信号Ｐ１と周波数帯ｆＢ２の信号を方向性結合器５０２にて結合し、パイロット信号Ｐ１を主増幅部１０５にて増幅し、歪み除去ループ回路にて除去しきれなかったパイロット信号Ｐ１を方向性結合器５０７にて分岐し、フィルタ５０８にてパイロット信号Ｐ１のみを通過させて、状態＃５３２にてフィルタ５０８から出力されて歪み除去ループ制御部５１０に入力する。そして、局部発振器５０１から出力された状態＃５３３のパイロット信号Ｐ１と状態＃５３２のパイロット信号Ｐ１とを歪み除去ループ制御部５１０にて比較して、誤差が最小になるようにベクトル調整器１０９にて位相及び振幅を制御する。
【００８６】
このように、本実施の形態５によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、歪み検出ループ回路及び歪み除去ループ回路を用いて自己調整型のフィードフォワード形式にすることにより、温度変化及び経年変化等に起因する位相変化及び振幅変化による歪み成分の検出精度の劣化及び歪み成分の除去精度の劣化を防ぐことができるので、精度良くマルチバンド信号を増幅することができる。
【００８７】
（実施の形態６）
図６は、本発明の実施の形態６に係る電力増幅装置６００の構成を示すブロック図である。
【００８８】
本実施の形態６に係る電力増幅装置６００は、図１に示す実施の形態１に係る電力増幅装置１００において、図６に示すように、分波器１１１を除き、分配器６０１、フィルタ６０２、ベクトル調整器６０３、分配／合成器６０４、フィルタ６０５、フィルタ６０６、ベクトル調整器６０７、誤差増幅部６０８、合成器６０９及びフィルタ６１０を追加する。なお、図６においては、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００８９】
分配／合成器１０７は、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号と、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号に対して同一振幅でかつ位相差が１８０度である逆位相の遅延部１０６から入力した周波数帯ｆＢ２の信号とを合成して、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を検出し、検出した歪み成分を分配器６０１へ出力する。また、分配／合成器１０７は、主増幅部１０５から入力した周波数帯ｆＢ２の信号をそのまま遅延部１０８に出力するとともに、遅延部１０６から入力した周波数帯ｆＢ１の信号をそのまま分配器６０１へ出力する。
【００９０】
分配器６０１は、分配／合成器１０７から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分と周波数帯ｆＢ１の信号を各々分岐してベクトル調整器１０９及びフィルタ６０２へ出力する。
【００９１】
ベクトル調整器１０９は、分配器６０１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分に対して、振幅及び位相を調整して広帯域増幅部１１０へ出力する。ベクトル調整器１０９は、遅延部１０８から出力される周波数帯ｆＢ２の信号と後述するフィルタ６０５から出力される周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の位相差が１８０度になるように調整を行なう。
【００９２】
フィルタ６０２は、分配器６０１から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分と周波数帯ｆＢ１の信号の内、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ１の信号を通過させ、周波数帯ｆＢ１の信号をベクトル調整器６０３へ出力する。
【００９３】
ベクトル調整器６０３は、フィルタ６０２から入力した周波数帯ｆＢ１の信号に対して、振幅及び位相を調整して分配／合成器６０４へ出力する。ベクトル調整器６０３は、広帯域増幅部１１０から出力される周波数帯ｆＢ１の信号との位相差が１８０度になるように調整を行なう。
【００９４】
第二歪み成分生成手段である分配／合成器６０４は、広帯域増幅部１１０から入力した周波数帯ｆＢ１の信号と、広帯域増幅部１１０から入力した周波数帯ｆＢ１の信号に対して同一振幅でかつ位相差が１８０度である逆位相のベクトル調整器６０３から入力した周波数帯ｆＢ１の信号とを合成して、周波数帯ｆＢ１の信号の歪み成分を検出し、検出した歪み成分をベクトル調整器６０７へ出力する。また、分配／合成器６０４は、広帯域増幅部１１０から入力した周波数帯ｆＢ１の信号をそのままフィルタ６０５及びフィルタ６０６へ出力する。
【００９５】
フィルタ６０５は、分配／合成器６０４から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の内、周波数帯ｆＢ１の信号の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を通過させ、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を合成器１１３へ出力する。
【００９６】
フィルタ６０６は、広帯域増幅部１１０から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の内、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ１の信号を通過させ、周波数帯ｆＢ１の信号を合成器６０９へ出力する。
【００９７】
ベクトル調整器６０７は、分配／合成器６０４から入力した周波数帯ｆＢ１の信号の歪み成分に対して、振幅及び位相を調整して誤差増幅部６０８へ出力する。ベクトル調整器６０７は、フィルタ６０６から出力される周波数帯ｆＢ１の信号と誤差増幅部６０８から出力される周波数帯ｆＢ１の信号の歪み成分の位相差が１８０度になるように調整を行なう。
【００９８】
第三増幅手段である誤差増幅部６０８は、ベクトル調整器６０７から入力した周波数帯ｆＢ１の信号の歪み成分及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分を増幅して合成器６０９へ出力する。
【００９９】
第二歪み成分除去手段である合成器６０９は、フィルタ６０６から入力した歪み成分を含む周波数帯ｆＢ１の信号と、誤差増幅部６０８から入力したフィルタ６０６から入力した周波数帯ｆＢ１の信号の歪み成分と同一振幅でかつ逆位相である周波数帯ｆＢ１の信号の歪み成分とを合成して、フィルタ６０６から入力した周波数帯ｆＢ１の信号から歪み成分を除去して周波数帯ｆＢ１の信号のキャリア成分を抽出し、抽出したキャリア成分をフィルタ６１０へ出力する。また、合成器６０９は、誤差増幅器６０８から入力した周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分をそのままフィルタ６１０へ出力する。
【０１００】
フィルタ６１０は、合成器６０９から入力した周波数帯ｆＢ１の信号及び周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の内、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分の通過を阻止するとともに周波数帯ｆＢ１の信号を通過させ、周波数帯ｆＢ１の信号を出力端子１１２より出力する。出力端子１１４から出力された周波数帯ｆＢ１の信号は、広帯域増幅部１１０にて電力増幅された信号である。
【０１０１】
次に、電力増幅方法について、図６を用いて説明する。入力端子１０１より２つの周波数帯ｆＢ１及び周波数帯ｆＢ２の信号が入力し、入力端子１０１に入力した信号は状態＃６２０にて分配器１０２に入力し、分配器１０２にて分岐される。そして、分岐された一方の信号において、例えば高い周波数帯ｆＢ２の信号がフィルタ１０３を通過し、低い周波数帯ｆＢ１の信号がフィルタ１０３にて除去されて状態＃６２１にてベクトル調整器１０４に入力する。状態＃６２１の信号は、ベクトル調整器１０４にて振幅及び位相が調整されて状態＃６２２にてベクトル調整器１０４から出力されて主増幅部１０５に入力し、主増幅部１０５にて増幅されて状態＃６２３にて主増幅器１０５から出力されて分配／合成器１０７に入力する。その際、主増幅部１０５の非線形特性により周波数帯ｆＢ２の信号には歪み成分Ｓ１が発生する。そして、主増幅部１０５にて増幅された周波数帯ｆＢ２の信号は分配／合成器１０７にて分岐される。
【０１０２】
一方、分配器１０２にて分岐された他方の信号は、フィルタ１０３、ベクトル調整器１０４及び主増幅部１０５の経路による高い周波数帯ｆＢ２の信号の遅延分だけ遅延部１０６にて遅延させられて状態＃６２４にて分配／合成器１０７に入力する。そして、状態＃６２３の周波数帯ｆＢ２の信号と、状態＃６２３の周波数帯ｆＢ２の信号と同一振幅でかつ逆位相の状態＃６２４の周波数帯ｆＢ２の信号とを分配／合成器１０７にて合成することにより、周波数帯ｆＢ２の信号を除去して周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分Ｓ１を検出し、状態＃６２５にて分配／合成器１０７から出力されて分配器６０１に入力する。状態＃６２５の信号は、分配器６０１にて分岐されて、分岐された一方の信号の内の周波数帯ｆＢ１の信号がベクトル調整器１０９にてベクトル調整器６０３から出力される周波数帯ｆＢ１の信号に対して同一振幅でかつ逆位相になるように調整され、広帯域増幅部１１０にて増幅されて状態＃６２６にて分配／合成器６０４に入力する。この時、広帯域増幅部１１０は、周波数帯ｆＢ２の信号に対してはフィードフォワード増幅器の誤差増幅器として機能し、周波数帯ｆＢ１の信号に対しては線形増幅器として機能する。また、広帯域増幅部１１０により周波数帯ｆＢ１の信号には歪み成分Ｓ２が発生する。そして、状態＃６２６の信号は、分配／合成器６０４にて分岐されて、分岐された一方の信号がフィルタ６０５及びフィルタ６０６に入力する。分配／合成器６０４にて分岐された一方の信号において、歪み成分Ｓ１がフィルタ６０５を通過するとともに周波数帯ｆＢ１の信号がフィルタ６０５にて除去されて状態＃６２７にて合成器１１３に入力する。
【０１０３】
また、分配／合成器１０７に入力した状態＃６２３の信号は、分配／合成器１０７にて分岐されて、ベクトル調整器１０９、広帯域増幅部１１０及びフィルタ６０５の経路による状態６２７の歪み成分Ｓ１の遅延分だけ遅延部１０８にて遅延されて状態＃６２８にて遅延部１０８から出力されて合成器１１３に入力する。そして、状態＃６２７の歪み成分Ｓ１と、状態＃６２７の歪み成分Ｓ１とは同一振幅でかつ逆位相の歪み成分を含む状態＃６２８の周波数帯ｆＢ２の信号が合成器１１３にて合成されることにより、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分Ｓ１が除去されて状態＃６２９にて合成器１１３から出力されて出力端子１１４から出力される。
【０１０４】
一方、分配器６０１にて分岐された他方の信号において、周波数帯ｆＢ１の信号がフィルタ６０２を通過し、周波数帯ｆＢ２の信号の歪み成分がフィルタ６０２にて除去されて状態６３０にてベクトル調整器６０３に入力する。状態＃６３０の信号の周波数帯ｆＢ１の信号は、ベクトル調整器６０３にて状態＃６２６の周波数帯ｆＢ１の信号の歪み成分に対して同振幅及び逆位相になるように位相及び振幅が調整され、分配／合成器６０４に入力する。そして、状態＃６２６の周波数帯ｆＢ１の信号と、状態＃６２６の周波数帯ｆＢ１の信号と同一振幅でかつ逆位相のベクトル調整器６０３から出力された周波数帯ｆＢ１の信号とを分配／合成器６０４にて合成することにより、周波数帯ｆＢ１の信号を除去して周波数帯ｆＢ１の信号の歪み成分Ｓ２を検出し、状態＃６３１にて分配／合成器６０４から出力されてベクトル調整器６０７に入力する。また、分配／合成器６０４にて分岐された一方の信号において、周波数帯ｆＢ１の信号がフィルタ６０６を通過するとともに歪み成分Ｓ１がフィルタ６０６にて除去されて状態＃６３３にて合成器６０９に入力する。
【０１０５】
状態＃６３１の歪み成分Ｓ２は、ベクトル調整器６０７にて状態＃６３３の歪み成分Ｓ２に対して同一振幅でかつ逆位相になるように位相及び振幅が調整され、誤差増幅部６０８にて増幅されて状態＃６３２にて合成器６０９に入力する。この時、誤差増幅部６０８は、歪み成分Ｓ２に対してはフィードフォワード増幅器の誤差増幅器として機能する。状態＃６３２の歪み成分Ｓ２と、状態＃６３２の歪み成分Ｓ２に対して同一振幅でかつ逆位相の歪み成分Ｓ２を含む状態＃６３３の周波数帯ｆＢ１の信号とが合成器６０９にて合成されて、周波数帯ｆＢ１の信号から歪み成分Ｓ２が除去されて状態＃６３４にて合成器６０９から出力されてフィルタ６１０に入力する。そして、状態＃６３４の周波数帯ｆＢ１の信号はフィルタ６１０を通過するとともに状態＃６３４の歪み成分Ｓ１はフィルタ６１０にて除去されて状態＃６３５にて出力端子１１２より出力される。そして、出力端子１１２から出力された周波数帯ｆＢ１の信号は図示しないアンテナより送信されるとともに、出力端子１１４から出力された周波数帯ｆＢ２の信号は、周波数帯ｆＢ１の信号を送信するアンテナとは異なる図示しないアンテナより送信される。
【０１０６】
このように、本実施の形態６によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、広帯域増幅部にて増幅された周波数帯ｆＢ１の信号に生じる歪み成分を除去することにより、マルチバンド信号における各周波数帯の信号の歪み成分を除去することができるので、マルチバンド信号の各周波数帯の信号を低歪みにて増幅することができる。
【０１０７】
なお、上記実施の形態１〜実施の形態６において、周波数帯ｆＢ１の信号を広帯域増幅部１１０にて増幅するとともに、周波数帯ｆＢ１よりも高周波数である周波数帯ｆＢ２の信号を主増幅部１０５にて増幅したが、これに限らず、周波数帯ｆＢ１よりも高周波数である周波数帯ｆＢ２の信号を広帯域増幅部１１０にて増幅するとともに、周波数帯ｆＢ１の信号を主増幅部１０５にて増幅しても良い。また、上記実施の形態１〜実施の形態６において、２つの周波数帯のマルチバンド信号を増幅したが、これに限らず、合成器、分配器及び増幅部を増やすことにより、３つ以上の任意の数の周波数帯のマルチバンド信号を増幅することができる。また、上記実施の形態１〜実施の形態６の電力増幅装置は、通信装置に適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明にかかる電力増幅装置、通信装置及び電力増幅方法は、非線形歪みを低減するためのフィードフォワード方式を応用することにより、回路規模を大きくすることなくマルチバンド信号の電力増幅を行う効果を有し、マルチバンド信号の電力を増幅するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力増幅装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係る電力増幅装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３に係る電力増幅装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４に係る電力増幅装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態５に係る電力増幅装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態６に係る電力増幅装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【０１１０】
１００  電力増幅装置
１０２  分配器
１０３  フィルタ
１０４、１０９  ベクトル調整器
１０５  主増幅部
１０６、１０８  遅延部
１０７  分配／合成器
１１０  広帯域増幅部
１１１  分波部
１１３  合成器
【図１】
2006101209.tif 000003
【図２】
2006101209.tif 000004
【図３】
2006101209.tif 000005
【図４】
2006101209.tif 000006
【図５】
2006101209.tif 000007
【図６】
2006101209.tif 000008